Problémem stávajících sodíkovo-iontových (Na-Ion) baterií je nízký výkon, další doba nabízejí a omezená kapacita.
Výzkumný tým, v jehož čele stál Jeung Ku Kang z Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), nyní navrhl hybridní systém pro ukládání energie, který integruje anodové materiály obvykle používané v bateriích s katodami vhodnými pro superkondenzátory. Tato kombinace umožňuje zařízení dosahovat jak vysokých úložných kapacit, tak i nabídnout rychlé nabíjení a vysoký příkon. Výsledkem by mohla být životaschopná alternativa k lithium-iontovým bateriím.
Hybridní baterie vychází ze dvou různých přístupů/principů na bázi materiálů kombinujících kovy a organické látky (MOF, meta-organic frameworks). V první řadě se podařilo vyvinout anodový materiál se zlepšenou kinetikou elektronů, a to díky začlenění jemných aktivních materiálů do porézního uhlíku (konkrétně se jako materiál uvádí sulfid železa v grafenu).
Kromě toho byl syntetizován katodový materiál (zeolitic imidazol + porézní uhlík, zeolity jsou hlinitrokřemičitany) s vysokou kapacitou; kombinace katodového a anodového materiálu umožnila vyvinout systém pro ukládání sodíkových iontů, který optimalizuje fungování baterie a minimalizuje rozdíly v rychlosti ukládání energie mezi elektrodami.
Sestavený kompletní článek, který se skládá z nově vyvinuté anody a katody, tvoří vysoce výkonné hybridní sodíko-iontové zařízení pro ukládání energie. Toto zařízení překonává energetickou hustotu komerčních lithium-iontových baterií a v tomto ohledu se blíží superkondenzátorům. Očekává se, že bude vhodné pro aplikace rychlého nabíjení od elektrických vozidel po inteligentní elektronická zařízení a letecké/kosmické technologie. Co se týče konkrétních čísel, autoři výzkumu uvádějí, že jejich zařízení nabízí hustoty energie 247 Wh/kg a hustoty výkonu 34 748 W/kg.
Jong Hui Choi et al, Low-crystallinity conductive multivalence iron sulfide-embedded S-doped anode and high-surface area O-doped cathode of 3D porous N-rich graphitic carbon frameworks for high-performance sodium-ion hybrid energy storages, Energy Storage Materials (2024). DOI: 10.1016/j.ensm.2024.103368
Zdroj: Korea Advanced Institute of Science and Technology / TechXplore.com, , přeloženo /zkráceno
